284 dárců mapuje nerovnoměrné stárnutí mozku

Oblast mozku za čelem, která nám pomáhá plánovat, zvažovat možnosti a udržet si v paměti telefonní číslo, nestárne rovnoměrně. Během raného života se její buňky výrazně mění, v dospělosti se jejich stav ustálí a ve vyšším věku se znovu proměňuje. Ukazuje to jedna z devíti souvisejících studií mezinárodního konsorcia vedeného vědci z Mount Sinai (Mount Sinai). Výsledná křivka vědcům poskytuje referenční obraz běžného stárnutí jednotlivých typů buněk. Díky němu mohou lépe určit, co k němu přidává nemoc.

Představme si výzkumnici, která zkoumá mozkovou tkáň člověka, jenž ve stáří zemřel s demencí. V imunitních buňkách mozku najde neobvyklou aktivitu. Souvisí s nemocí, nebo se takové buňky běžně chovají v každém starém mozku? Bez srovnání se zdravým mozkem stejného věku to nedokáže rozlišit.

Co prozradí buněčný seznam úkolů

Každá buňka má stejnou genetickou „kuchařku“, ale v danou chvíli si opisuje jen návody, které právě používá. Těmto pracovním kopiím se říká RNA. Jejich počet zachycuje, čemu se buňka věnovala v okamžiku odběru tkáně. Vypovídá o její aktivitě, neukazuje však přímo bílkoviny ani nervové okruhy, které podle těchto návodů nakonec vzniknou.

Starší metody zkoumaly RNA z celého kusu tkáně najednou, jako bychom chtěli posoudit ovocný salát poté, co jsme z něj udělali smoothie. Změna omezená na mikroglie, tedy imunitní buňky sídlící v mozku, se mohla ztratit v mnohem silnějším signálu neuronů. Použitá metoda, sekvenování RNA v jednotlivých buněčných jádrech, naopak zachovává jednotlivé buňky odděleně. Vědci z tkáně izolují jádra, která přežijí zmrazení, a z každého zvlášť odečítají RNA.

Srovnáním mnoha takových snímků mohou buňky rozdělit do typů: na neurony, podpůrné buňky zvané glie, imunitní buňky a buňky cév. Poté zkoumají, jak se jednotlivé typy liší v mladém a starém mozku. Největší část rozdílů souvisí právě s typem buňky: podle The Transmitter vysvětloval 50,5 % naměřených rozdílů v aktivitě genů (The Transmitter).

Tři fáze místo jednoho data narození

Největší rozdíly vykazují nejmladší dárci. Neurovědec Juan Lerma z CSIC řekl deníku El Mundo, že vzorce RNA ukazují na vznik gliových buněk, přestavbu synapsí, tedy spojení mezi neurony, a odstraňování buněk prostřednictvím programované smrti (El Mundo). Jde o výklad toho, které geny jsou aktivní, nikoli o procesy, které by vědci přímo pozorovali.

Studie vycházela z dat od 284 neurotypických dárců ve věku od kojeneckého období do 97 let. Ukázala, že zastoupení většiny podtypů neuronů a glií se ustaluje přibližně kolem 24 let, byť existují výjimky (Nature). La Vanguardia zjištění shrnula titulkem, podle něhož lidský mozek dozrává až do 24 let (La Vanguardia). Samotný výsledek je užší. Studie spojuje údaje od různých lidí, kteří zemřeli v různém věku, a popisuje populační trend v jedné oblasti mozku, nikoli datum, kdy se něco změní u konkrétního člověka. Neříká ani, že se v tomto věku zastaví učení.

Přibližně od 60 nebo 65 let se rozdíly znovu zvětšují. Týkají se hlavně gliových a imunitních buněk, nikoli celé mozkové kůry (The Transmitter). Španělská média spojila aktivitu v raném věku s geny souvisejícími se schizofrenií a bipolární poruchou a pozdější aktivitu glií s geny spojenými s Alzheimerovou chorobou (El Imparcial). Jde o časovou shodu mezi aktivitou skupin genů a životními etapami. Zjištění neukazuje, že by některý z těchto vzorců nemoc způsoboval.

Kde končí stárnutí a začíná nemoc

Mapa změn během života získává další význam ve spojení se širším atlasem ze stejného souboru studií. Ten zachycuje více než 6,3 milionu buněčných jader od 1 494 dárců, mezi nimiž byli lidé s Alzheimerovou a Parkinsonovou chorobou, schizofrenií i bipolární poruchou (Nature). Počet jader neodpovídá počtu lidí a věkové křivky vycházejí pouze ze zdravých dárců. Atlas popisuje některé programy buněčné aktivity společné více nemocem a jiné typické pro jedinou z nich.

Vraťme se k výzkumnici, která zkoumá vzorek člověka s demencí. Nyní může signál z jeho imunitních buněk porovnat s tím, jak tyto buňky obvykle vypadají ve zdravém mozku člověka podobného věku. Pokud se shoduje, pravděpodobně jde o běžný projev stárnutí. Pokud se od věkové křivky odchyluje, může jít o signál, který stojí za další zkoumání.

Tato práce nabízí referenční obraz, s jehož pomocí lze v jedné oblasti mozkové kůry odlišovat signály spojené s nemocí od běžného stárnutí. Je to výzkumný nástroj, nikoli diagnostický test nebo léčba. Laboratorní a klinické studie teprve musí ukázat, které z podezřelých signálů skutečně přispívají k příznakům.